ECU刷寫時(shí)間影響因素的研究

姚萬(wàn)里，仝朋，田永愷

(1.長(zhǎng)城汽車股份有限公司技術(shù)中心,河北保定 071000；2.河北省汽車工程技術(shù)研究中心，河北保定071000)

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ECU刷寫時(shí)間影響因素的研究

姚萬(wàn)里1,2，仝朋1,2，田永愷1,2

(1.長(zhǎng)城汽車股份有限公司技術(shù)中心,河北保定 071000；2.河北省汽車工程技術(shù)研究中心，河北保定071000)

主要介紹了新車型開(kāi)發(fā)過(guò)程中影響ECU刷寫時(shí)間的因素。對(duì)跳網(wǎng)關(guān)刷寫進(jìn)行重點(diǎn)分析，根據(jù)刷寫時(shí)間要求對(duì)后期車型開(kāi)發(fā)提出要求，對(duì)降低采購(gòu)成本、降低管理成本、提升汽車制造商的技術(shù)水平具有重要意義。

ECU；刷寫時(shí)間；網(wǎng)關(guān)

0 引言

ECU(Electronic Control Unit,電子控制單元)刷寫是整車總裝生產(chǎn)制造的最關(guān)鍵工藝環(huán)節(jié)之一。ECU刷寫基于CAN線通信理論，在技術(shù)上有一定的復(fù)雜性。隨著汽車技術(shù)的快速發(fā)展和車輛功能配置的增加，ECU刷寫數(shù)據(jù)量也不斷增多。目前在新車型試生產(chǎn)過(guò)程中，現(xiàn)場(chǎng)普遍反映ECU刷寫時(shí)間長(zhǎng)，不能滿足現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)節(jié)拍，影響車輛量產(chǎn)。為解決ECU刷寫時(shí)間長(zhǎng)問(wèn)題，為后期車型開(kāi)發(fā)提供參考，特別對(duì)ECU刷寫時(shí)間影響因素進(jìn)行分析。

1 刷寫原理

車輛經(jīng)過(guò)ECU刷寫工位時(shí)，掃描VIN碼，通過(guò)聯(lián)網(wǎng)調(diào)取車型信息中(本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù))對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)包名稱，現(xiàn)場(chǎng)已經(jīng)通過(guò)格式轉(zhuǎn)化器，將FP格式的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)化為BIN的數(shù)據(jù)包并儲(chǔ)存在本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)中，同時(shí)手持設(shè)備將BIN文件下載到手持設(shè)備中進(jìn)行儲(chǔ)存，聯(lián)網(wǎng)刷寫過(guò)程中調(diào)用手持中的BIN文件，將其分段寫入到ECU中。

2 問(wèn)題描述

A6車型ECU型號(hào)是WE178，ECU刷寫過(guò)程需要通過(guò)從診斷接口通過(guò)網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)(見(jiàn)圖1)。

圖1 A6車型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

刷寫讀條時(shí)間達(dá)到120 s(不包括人員操作時(shí)間)，不能滿足62 s的生產(chǎn)節(jié)拍(現(xiàn)場(chǎng)使用兩把終端手持)。

3 原因分析

此車型的ECU數(shù)據(jù)包大小是1.2 MB，刷寫發(fā)動(dòng)機(jī)ECU時(shí)，數(shù)據(jù)以每8 B為一個(gè)幀進(jìn)行分段發(fā)送(見(jiàn)圖2)，再由網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)換到PT-CAN上，傳送到ECU內(nèi)?？紤]到網(wǎng)關(guān)的轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)能力和緩沖儲(chǔ)存量有限，每個(gè)幀之間都要間隔0.08 ms，總刷寫讀條時(shí)間計(jì)算如下：

(1.2×1 024×1 204)×0.08÷8=12 583 ms=125 s

如果跳過(guò)網(wǎng)關(guān)，可以減少網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)的時(shí)間，每個(gè)幀之間的時(shí)間間隔可以減少到0.04 ms，總刷寫讀條時(shí)間計(jì)算如下：

(1.2×1 024×1 204)×0.04÷8=6 291 ms=63 s

綜上所述：跳過(guò)網(wǎng)關(guān)的刷寫讀條時(shí)間能減少50%，加上人員30 s的操作時(shí)間，總的作業(yè)時(shí)間可以控制在兩個(gè)節(jié)拍內(nèi)，現(xiàn)

場(chǎng)需要兩把手持和一名員工即可保證生產(chǎn)節(jié)拍。

圖2 CAN數(shù)據(jù)電碼結(jié)構(gòu)

4 標(biāo)桿對(duì)比

成熟車型A2進(jìn)行跳網(wǎng)關(guān)刷寫ECU(見(jiàn)圖3)，跳網(wǎng)關(guān)前刷寫讀條時(shí)間是160 s,跳網(wǎng)關(guān)后刷寫讀條的時(shí)間是80 s，大幅縮短了刷寫時(shí)間。

圖3 A2車型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

5 后期開(kāi)發(fā)車型要求

根據(jù)車型刷寫時(shí)間需要，啟動(dòng)診斷接口的3號(hào)、11號(hào)引腳分別作為新增CAN線的CAN_H,CAN_L(見(jiàn)圖4),并在診斷接口3腳、11腳上引出CAN線，分別連接到PT_CAN的CAN_H與CAN_L上，跳過(guò)網(wǎng)關(guān)刷寫ECU，減少刷寫時(shí)間，保證生產(chǎn)節(jié)拍。

6 其他因素及解決方案

(1)刷寫走網(wǎng)關(guān)問(wèn)題。與網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)和線束開(kāi)發(fā)專業(yè)人員確認(rèn)，此車型刷寫ECU過(guò)程是否走網(wǎng)關(guān)。發(fā)動(dòng)機(jī)的ECU布置在PT_CAN上，如果診斷接口是通過(guò)網(wǎng)關(guān)與PT_CAN相連，那么在刷寫ECU過(guò)程中，網(wǎng)關(guān)需要將設(shè)備發(fā)送的信息轉(zhuǎn)換到PT_CAN上。與此同時(shí)，車輛中的主總線系統(tǒng)內(nèi)會(huì)有其他信息通過(guò)網(wǎng)關(guān)進(jìn)行互相轉(zhuǎn)換，而手持設(shè)備發(fā)送的標(biāo)準(zhǔn)幀是其中優(yōu)先級(jí)較低的。不同總線系統(tǒng)的輸出數(shù)據(jù)到達(dá)網(wǎng)關(guān)，在網(wǎng)關(guān)中過(guò)濾各個(gè)信息的速度、數(shù)據(jù)量和緊急程度，并在必要時(shí)進(jìn)行緩沖存儲(chǔ)，但此緩沖量非常有限，如果設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)的速度超過(guò)了網(wǎng)關(guān)的負(fù)載，就會(huì)出現(xiàn)丟幀現(xiàn)象(數(shù)據(jù)丟失刷寫失敗)。所以，當(dāng)通過(guò)網(wǎng)關(guān)刷寫ECU時(shí)，廠家會(huì)降低設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)的帶寬，相應(yīng)的刷寫讀條時(shí)間會(huì)增加一倍。

設(shè)備采用跳網(wǎng)關(guān)刷寫，增加刷寫速度，是目前唯一增加刷寫速度的方法。即跳過(guò)網(wǎng)關(guān)，啟用診斷接口的3號(hào)、11號(hào)引腳作為新增CAN線的CAN_H和CAN_L(原接口是6號(hào)、14號(hào))分別直接連接到PT_CAN上，設(shè)備上需要增加一個(gè)轉(zhuǎn)接頭(將

原來(lái)連接6號(hào)、14號(hào)的引腳改到3號(hào)和11號(hào)引腳上)，廠家再修改刷寫程序的帶寬，可以直接減少刷寫時(shí)間。

圖4 后期車型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D要求

(2)刷寫設(shè)備兼容性問(wèn)題。新開(kāi)發(fā)的ECU刷寫程序既要滿足新車型刷寫要求，也要保證能夠滿足現(xiàn)有老車型的刷寫，所以現(xiàn)場(chǎng)車型種類越多，兼容性問(wèn)題越難解決。

針對(duì)該問(wèn)題和程序開(kāi)發(fā)廠家、ECU產(chǎn)品廠家溝通，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)試驗(yàn)證。

(3)ECU刷寫數(shù)據(jù)的優(yōu)先級(jí)比較低，這是由通信協(xié)議決定的，無(wú)法進(jìn)行修改，設(shè)備刷寫速度是由整個(gè)CAN網(wǎng)路狀態(tài)決定的，較低優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)延遲發(fā)送，只有通過(guò)CAN優(yōu)先級(jí)仲裁機(jī)制后才會(huì)發(fā)生數(shù)據(jù)，導(dǎo)致目前ECU在線刷寫過(guò)程只能利用5%～10%的CAN通信資源。

可通過(guò)增加數(shù)據(jù)底層，來(lái)減少在線刷寫數(shù)據(jù)量(如4D13發(fā)動(dòng)機(jī)后期會(huì)搭載不同配置車型，數(shù)據(jù)包也會(huì)有區(qū)分，但可以提前將數(shù)據(jù)包內(nèi)“共性”的部分寫入ECU內(nèi)，減少在線刷寫量)。

(4)工藝布局、工位規(guī)劃不合理，導(dǎo)致刷寫時(shí)間不夠。根據(jù)刷寫需要時(shí)間，合理計(jì)算規(guī)劃工位數(shù)量，并配備相應(yīng)數(shù)量的手持、人員。

(5)設(shè)備硬件的選擇和配置。增加硬件配置，采用進(jìn)口檢測(cè)設(shè)備。

(6)軟件開(kāi)發(fā)嚴(yán)格按照技術(shù)協(xié)議，保證網(wǎng)關(guān)最大轉(zhuǎn)發(fā)速率，如果網(wǎng)關(guān)負(fù)載過(guò)大增加靜默服務(wù)和持續(xù)保持。

7 結(jié)論

研究提高ECU刷寫的技術(shù)具有以下意義：

(1)降低采購(gòu)成本：①主機(jī)廠不再需要生產(chǎn)商對(duì)電控單元進(jìn)行初始化；②可確保在ECU 中安裝的是最新版軟件；③ECU 具有通用性，從ECU供應(yīng)商處只需購(gòu)買通用產(chǎn)品。

(2)降低管理成本：①不同車型的總成可以共用相同的電控單元；②由于ECU具有通用性，可以簡(jiǎn)化庫(kù)存管理；③由于不同車型可以共用同一ECU，可以減小庫(kù)存量。

(3)提升汽車制造商的技術(shù)水平。

【1】董敬，莊志，常思勤.汽車拖拉機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2011.

【2】李鐵軍.柴油機(jī)電控技術(shù)實(shí)用教程[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2012.

【3】黃流軍.發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)定方法及性能預(yù)測(cè)的探討[J].汽車科技，2009(4):11-14. HUANG L J.Discussion about Calibration Methods and Performance Forecast for Engine[J].Automobile Science & Technology,2009(4):11-14.

Research on Influence Factors for ECU Flash Time

YAO Wanli1,2,TONG Peng1,2,TIAN Yongkai1,2

(1.Technical Center of Great Wall Motor Co., Ltd.,Baoding Hebei 071000,China ;2.Automotive Engineering Technology Research Center, Baoding Hebei 071000,China)

The influence factors for ECU flash time were mainly introduced during new type vehicle development process. Skipping gateway ECU flash was emphatically analyzed. Requirements for new type vehicle development were put forward according to the flash time requirement. The research has significance for decreasing purchase and management cost, promoting technology level of vehicle manufacturers.

ECU;Flash time; Gateway

2016-07-26

姚萬(wàn)里(1990—)，男，本科，主要從事汽車總裝車間生產(chǎn)設(shè)備選型安裝工作。E-mail：1015167055@qq.com。

10.19466/j.cnki.1674-1986.2016.11.014

U461.7

A

1674-1986(2016)11-057-03